Quality2Process BV

Dit artikel verscheen in vakblad Bulk

On-line kwaliteitsmeting voor procesoptimalisatie

Met NIR-analyzers (Nabij Infrarood-meetsystemen) kan men on-line productparameters zoals water-, vet- en eiwitgehalte meten. De analyseresultaten kunnen direct worden ingezet voor procesoptimalisatie. Dit levert zowel een verbetering op van de productkwaliteit als een verlaging van de proceskosten.

Quality & Control

Productiebedrijven zijn voortdurend op zoek naar mogelijkheden om hun productieprocessen te optimaliseren. Een belangrijk hulpmiddel daarbij vormt de procesinstrumentatie, wegens de sterke impact hiervan op product- en kostenbeheersing. Het gebruik van ‘high end’ procesinstrumentatie neemt hierdoor toe. Deze systemen zijn onmisbaar geworden om processen ‘real time’ te beheersen om de productkwaliteit te verbeteren, het rendement te optimaliseren en afvalstromen te reduceren.

Operators kunnen op basis van de on-line meetwaarden direct in het proces ingrijpen en meer dan voorheen doelgericht sturen. Andere drijvende krachten voor de inzet van hoogwaardige instrumenten zijn ontwikkelingen in de markt (toenemende concurrentie) en wet- en regelgeving (steeds strengere eisen). Een consistente, hoge productkwaliteit is een belangrijke factor voor klantenbinding. Een vast vertrouwen van de eindgebruiker in de kwaliteit van een product zorgt ervoor dat marktaandeel wordt behouden en verder kan worden uitgebouwd.

On-line meting

Om een constante productkwaliteit te kunnen garanderen, is de on-line meting van kritische procesparameters een essentiële voorwaarde. Het online meten optimaliseert het productieproces, waardoor een aanzienlijke afvalreductie kan worden gerealiseerd (volgens het ‘first time right’-principe) en de productiekosten kunnen worden verlaagd. Voorts leidt een on-line meting tot energiebesparingen, bijvoorbeeld omdat producten niet meer dan noodzakelijk worden gedroogd. Het verbruik van fossiele brandstoffen neemt hierdoor af. Uiteindelijk wordt dankzij de betere beheersing van het proces een maximaal productierendement gerealiseerd.

NIR-analyzer

Een krachtig, contactloos meetinstrument voor de on-line analyse van het water-, vet- en/of eiwitgehalte als kritische parameter, is de NIR-analyzer (Nabij Infrarood meetsysteem). Dit instrument kan gemakkelijk in een procesomgeving worden geïntegreerd en heeft slechts lage operationele kosten.
De meetresultaten leveren direct een aandeel in de optimalisatie van de procesinstallatie. Het is overigens ook mogelijk om de NIR-analyzer in-line of at-line in te zetten. In alle gevallen verhoogt het instrument de winstgevendheid van een installatie, zodat de Return on Investment is verzekerd.

Toepassingen

De Nabij Infrarood-techniek wordt ingezet voor de meting van vocht-, vet- en/of eiwitgehaltes van producten en grondstoffen. Deze parameters zijn voor diverse producten in de voedingsmiddelenindustrie bepalende factoren voor de versheid, de textuur, de smaak, het uiterlijk en de afmetingen. Een bekende applicatie is de meting van zuivelpoeders. Bij veel andere toepassingen van de NIRanalyzer, bijvoorbeeld in de stortgoedverwerkende industrie, is het vochtgehalte de belangrijkste parameter, bijvoorbeeld voor het sturen van een productie- of droogproces.

Filters

Nabij Infrarood-techniek maakt gebruik van het absorptie/reflectie-principe. Hierbij wordt, afhankelijk van de te meten parameters (vocht, vet en/of olie), gebruik gemaakt van specifieke absorptiegolflengtes in het Nabij Infrarood-spectrum. Deze applicatiespecifieke golflengtes worden vanuit een Infrarood-lichtbron en met behulp van NIR-filters gegenereerd.

De combinatie van golflengtes wordt samengevoegd in een applicatie- en parameterspecifiek algoritme. De NIR-analyzers van NDC Infrared Engineering Ltd zijn voorzien van filters die in eigen huis door NDC Optics zijn ontwikkeld en geproduceerd.

Dit maakt het mogelijk om voor een groot aantal applicaties de meetinstrumenten voorgekalibreerd aan de klant te leveren. De instrumenten kunnen hierdoor snel in bedrijf worden genomen en met een minimale kalibratie-inspanning.

Multi component

Er zijn NIR-analyzers die uitsluitend het vochtgehalte van een product meten (als zogenaamd single component-meetsysteem) maar andere uitvoeringen zijn inzetbaar als multi componentmeetsysteem.
De laatste instrumenten kunnen in voedingsmiddelen gelijktijdig het vocht-, vet- en eiwitgehalte meten, afhankelijk van de wensen van de gebruiker. Voor tabaksapplicaties is het mogelijk om gelijktijdig vocht, nicotine en suiker te meten.

Steeds vaker wordt de NIR-analyzer gekoppeld aan hoger liggende informatiesystemen. Deze koppeling biedt producenten nog meer mogelijkheden om de foutrisico’s in een productieproces
terug te dringen.

Montage

De NDC NIR-meetsystemen kunnen op diverse wijzen worden geïntegreerd in een productieomgeving. Een typische configuratie is een NIRanalyzer boven een band- of schroeftransporteur.

Hierbij kan de standaard sensor worden toegepast. Het is ook mogelijk om een meting uit te voeren in een gesloten systeem. Hierbij wordt in de procesinstallatie een saffieren meetvenster gemonteerd. Het te meten product beweegt dan langs het meetvenster en wordt contactloos gemeten. Het is ook mogelijk om poeders te meten in een valstroom met behulp van een automatisch monsternamesysteem. De PowderVision is zo’n systeem, zonder bewegende delen.

NDC INFRARED ENGINEERING

NDC Infrared Engineering Ltd is een toonaangevende leverancier op het gebied van on-line Nabij Infrarood-meetsystemen. De NDC NIR-meetsystemen zijn ontwikkeld naar de laatste stand der techniek en voorzien van unieke – voor de applicatie ontwikkelde – SpeedCal-algoritmen. Deze bieden het voordeel dat de NIR-analyzers eenvoudig kunnen worden ingezet. De metingen zijn contactloos, non-destructief en kenmerken zich door een uitstekende signaal/ruis-verhouding en een hoge mate van nauwkeurigheid. De meetsnelheid is zeer hoog (7500 metingen per minuut). Dankzij een gepatenteerde dual detector-techniek zijn de NDC NIR-meetsystemen driftvrij en uitermate stabiel, zodat de betrouwbaarheid en reproduceerbaarheid van een meting zijn gewaarborgd. NDC Infrared Engineering Ltd wordt in Nederland, België en Luxemburg vertegenwoordigd door Quality2Process BV.